Snow Transport Over Mountain Crests

Abstract

In order to gain more insight into the mountain snow-transport mechanisms wind and drift flux measurements have been executed on a ridge crest (mainly during snow-storms). Horizontal wind-speed profiles, measured between 0.3 and 6 m above snow surface, show a hump-shaped course especially for strong winds. Theoretical approximations substantiate that the Bernoullian pressure decrease on the crest may be the main cause for this type of wind profile. Roughness parameters (Z 0 , u ⋆ ) are determined with the aid of the wind profiles and compared with those reported in the literature. Corresponding drift density profiles coincide with steady-state drift theories as long as wind speeds are low (u 1 ≤ 7-10 m s -1 ), at greater wind speeds snow plumes of 1 to 1.5 m thickness develop immediately above snow surface. Areal measurements on snow mass-balance differences between windward and lee slopes are used to approximate the total transport over the ridge crest and to derive a quantitative relationship between crest winds and drift-snow deposition on lee slopes. En vue d’acquérir une meilleure connaissance des mécanismes de transport de la neige en montagne, on a exécuté des mesures de vent et de transport par le vent sur une crête montagneuse (principalement des jours de tempêtes de neige). Les profils de vitesse horizontale du vent mesurés entre 0,3 et 6 m au-dessus de la surface de la neige présentent une forme de bosse spécialement pour les vents forts. Des approximations théoriques viennent à l’appui du fait que la chute de pression de Bernoulli sur la crête peut être la cause principale de ce type de profil de vent. Les paramètres de rugosité (z 0 , u ⋆ ) sont déterminés à l'aide de ces profils de vent et comparés à ceux que rapporte la littérature. Les profils correspondants de densité de chasse-neige coïncident avec les théories de l’état d équilibre du chasse-neige tant que les vitesses de vent sont faibles (u 1 ≤ 7-10 ms -1 ), à des vitesses supérieures des plumeaux de neige de 1 à 1,5 m d’épaisseur se développent immédiatement au-dessus de la surface de la neige. On a utilisé des mesures de surface des différences entre les bilans de masse de la neige côté au vent et sous le vent, pour avoir une approximation du transport total au-dessus de la crête et pour en déduire une relation quantitative entre les vents sur la crête et le dépôt de neige sur le côté sous le vent. Um vermehrte Einsicht in die Schneeverfrachtungsvorgänge an Gipfelkuppen zu gewinnen, wurden an einer Gratkante Wind- und Schnee-dichte-Profile gemessen. Der grösste Teil der Messungen wurde während Sturmperioden (Schneefall mit Schneetreiben) ausgeführt. Die Windprofile wiesen bei grösseren Windgeschwindigkeiten durchwegs einen bodennahen Buckel” auf, der mit Hilfe von theoretischen Ansätzen auf den Strömungsunterdruck auf der Gratkante zurückgeführt werden konnte. Die Strömungsparameter ( z 0 , u ⋆ ) wurden mit Hilfe der Profile berechnet und kommentiert. Die Schneedichte-Profile stimmen mit dem bekannten Ansatz für stationäre Diffusion solange überein als geringe Windgeschwindigkeiten (u 1 ≤ 7-1o ms -1 ) vorherrschen; mit zunehmenden Windgeschwindigkeiten werden an der Gratkuppe eine Art “Schnee-Strahlströme” von 1-1,5 m Höhe beobachtet, deren Entstehung diskutiert wird. Flächenhafte Massenbilanz-Messungen der Schneedecke an ausgedehnten Luv- und Leehängen werden einerseits zur indirekten Bestimmung des gesamten Schneetransportes über die Kuppe herangezogen, andererseits dienen sie dazu eine quantitative Beziehung zwischen dem Gratwind und den mächtigen Schneeanhäufungen im Lee-Hang zu gewinnen.